IT之家9月10日消息,富锂锰基(LMR)电池是磷酸铁锂(LFP)等低成本化学体系最有前景的替代方案之一,这类电池在成本和能量密度上潜力巨大,但使用寿命问题一直悬而未决。
IT之家注意到,LG新能源(850101)与首尔大学的研究至少为这一问题的部分痛点给出了有效解法。他们研发的实验性LMR电芯经过883次充放电循环后,仍能保留92.2%的初始容量,表现相当亮眼。而行业通常要求电动汽车电池能承受1000至2000次充放电循环。
首尔大学林钟佑(Jongwoo Lim)教授在研究中表示:“这项研究从氧可逆性角度明确了LMR电池的衰减原因,并且证明仅通过优化电化学方案设计,就能提升电芯稳定性。我们证实,要实现LMR电池的长期稳定,不仅要考量充电条件,放电条件同样需要纳入综合规划。”
LMR电池属于锂离子电池的一个分支,正极材料以锰为主。这条技术路线的吸引力很直观:锰的成本低于镍和钴,储量也更丰富。提高锰的用量,既能减少昂贵原材料的投入,还有望做出成本低廉、性能却不输常规镍钴锰(NCM)电池的产品。
在最新实验中,LG新能源(850101)着力优化了正极内部的氧反应控制。氧是LMR电池实现储能(885921)的核心,但放电过程中,电芯内部由氧引发的反应必须具备可逆性,否则会破坏材料结构,还会导致产气,这在结构高度紧凑的电芯内部是必须规避的问题。
研究人员通过调整工作电压来更好地调控这些反应:将充电截止电压从4.6伏降至4.3伏后,氧回收率从86%提升至97%;将放电下限从3伏放宽至2伏也起到了正向作用。除此之外,LG新能源(850101)还配套采用了低温化成工艺——也就是电芯生产过程中的初始活化工(850102)序。这套优化后的工艺方案同时缓解了产气和结构损伤两大问题。
LG新能源(850101)表示:“这项研究攻克了LMR电池面临的核心挑战之一。结果证明,通过有效抑制产气,即便是大容量电芯也能实现稳定的循环寿命,为下一代LMR电池的市场拓展奠定了重要基础。”
已有多家车企在LMR技术上重金布局。通用汽车(GM)预计,将该电池体系应用于量产电动车后,能实现大幅降本。不过,原材料便宜只是优势的一部分。LMR电池长期受困于容量衰减和电压下降问题,这两者都会削弱电池的能量输出能力。
通用汽车(GM)测算,其自研LMR电芯在成本与LFP相当的前提下,能量密度能高出33%。正是LMR的这种潜力,让通用开始重新评估未来电动车产品线是否还有必要保留LFP路线。此前通用与LG新能源(850101)已宣布,计划于2028年在美国实现LMR电池量产。
尽管LG新能源(850101)的这项新研究成果令人振奋,但该公司尚未证明其LMR电芯在充电速度、低温性能或使用寿命上能超越量产版LFP电池。即便如此,这仍是一项重要进展,让LMR电池继续留在了行业的核心关注范围内。但只有等到量产电动车实际搭载这款电池,我们才能知道从实验室到民用落地,这些技术潜力最终能兑现多少。
